DE2701924B2 - Control device for track-bound vehicles - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für spurgebundene Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I. *5The invention relates to a control device for track-bound vehicles according to the preamble of Claim I. * 5
Eine Steuereinrichtung dieser Art ist aus der Zeitschrift Elektronik 1973, Heft II, Bd. 22, bekannt und dort in einem Artikel mit dem Titel »Das Cabinentaxi löst Nahverkehrsprobleme« beschrieben. Bis zu drei Personen fassende Kabinen werden dort in einem in drei Hierarchieebenen gegliederten Steuerungssystem automatisch gesteuert. Die zur Steuerung notwendigen Elektronik-Baugruppen (Bordrechner) sind auf jedem Fahrzeug doppelt vorgesehen. Darüber, wie diese Bordrechner geschaltet sind, ob der zweite Bordrechner als Ersatzrechner oder als Kontrollrechner benützt wird oder ob beide Rechner gleichwertig in einem Duplexsystem arbeiten, ist nichts ausgesagt.A control device of this type is known from the magazine Electronics 1973, Issue II, Vol. 22 and there in an article with the title "The cabin taxi solves local traffic problems". Up to three Cabins that hold people are there in a control system divided into three hierarchical levels automatically controlled. The electronic assemblies (on-board computers) required for control are on each Vehicle provided twice. About how these on-board computers are switched, whether the second on-board computer is used as a backup computer or as a control computer, or whether both computers are equivalent in a duplex system work, nothing is stated.
Ein hierarchisch aufgebautes Fahrzeugsteuersystem ist auch aus der DE-OS 24 23 590 bekannt. Hier werden «> eine Vielzahl von Fahrzeugen von Operationszentralen aus gesteuert. Däzii müssen die auf den Fährzeugen befindlichen Steuereinrichtungen eine große Zahl verschiedenster Aufgaben mit signaltechnischer Sicherheit erfüllen. h5 A hierarchically structured vehicle control system is also known from DE-OS 24 23 590. Here, a large number of vehicles are controlled from the operations centers. Däzii the control devices located on the vehicles have to fulfill a large number of different tasks with signaling security. h5
Signaltechnische Sicherheit wurde auch bisher schon z. B. bei der Linienzugbeeinflussung gefordert. Die Steuereinrichtungen, die diese Sicherheit gewährleisten, wurden hier speziell für das betreffende Steuerungssystem entwickelt und es wurde dabei in der Regel für jede einzelne Funktion eine besondere, signaltechnisch sichere Schaltung vorgesehen.Signaling security has been z. B. required with the polyline control. the Control devices that guarantee this safety have been specially designed for the control system in question and a special signaling technology was usually developed for each individual function safe circuit provided.
Die Lösung, wie sie bei der Linienzugbeeinflussung verwirklicht ist, ist wenig flexibel und bei der Zahl der Aufgaben, die die Steuereinrichtung z. B. bei Nahverkehrssystemen mit vielen räumlich kleinen Fahrzeugeinheiten wahrzunehmen hat, sehr aufwendigThe solution, as it is realized with the polyline control, is not very flexible and with the number of Tasks that the control device z. B. in local transport systems with many spatially small vehicle units has to perceive, very time-consuming
Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige, flexible und leistungsfähige, mit signaltechnischer Sicherheit arbeitende Fahrzeugsteuereinrichtung und damit eine Voraussetzung für ein wirtschaftlich arbeitendes, bedarfsgesteuertes Nahverkehrssystem zu schaffen.The object of the invention is to provide an inexpensive, flexible and powerful, with signaling technology Safety working vehicle control device and thus a prerequisite for an economical to create a working, demand-driven local transport system.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Der Einsatz von Notbremseinrichtungen, welche ständig durch Funktionszeichen (Lebenszeichen) der beiden Bordrechner passivierl werden müssen, um keine Zwangsbremsung auszulösen, gewährleistet, daß sowohl Rechnerausfalle als auch andere Fehler, z. B. ein Ausfall des Bordnetzes, mit Sicherheit zu einer Zwangsbremsung führen, ohne daß zusätzliche, vom Bordnetz abhängige Einrichtungen, die bei Stromausfall mit Notstrom versorgt werden müßten, benötigt werden.The object of the invention is achieved by the features indicated in the characterizing part of claim 1 solved. The use of emergency braking devices, which are constantly activated by functional signs (signs of life) of the both on-board computers must be passivierl in order not to trigger an emergency brake, ensures that both Computer failures as well as other errors, e.g. B. a Failure of the electrical system, certainly lead to an emergency braking, without additional, from On-board network-dependent devices, which would have to be supplied with emergency power in the event of a power failure, are required will.
Eine weitere Ausgestaltung der Steuereinrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß jedem Bordrechner eine Notbremsschaltung zugeordnet ist, daß diese Notbremsschaltung aus einem Magnetventil, einem Relais und einem abgestimmten Übertrager besteht, an dessen Primärseite eine Wechselspannung anliegt, die aus einer vom Bordrechner abgegebenen Folge von Spannungsimpulsen in einer Schaltung, bestehend aus einem Flipflop, einem Bandfilter und einem Verstärker, gewonnen wird und dessen Sekundärspannung nach Gleichrichtung in einer Gleichrichterschaltung das Relais zum Anzug bringt und daß ein Arbeitskontakt des Relais In Reihe mit der Wicklung des Magnetventils, welches im stromlosen Zustand geöffnet ist, in einem Ruhestromkreis liegt.Another embodiment of the control device according to the invention is characterized in that an emergency brake circuit is assigned to each on-board computer that this emergency brake circuit consists of one There is a solenoid valve, a relay and a matched transformer, on the primary side of which there is an alternating voltage is present, which consists of a sequence of voltage pulses emitted by the on-board computer in a Circuit consisting of a flip-flop, a band filter and an amplifier, is obtained and whose secondary voltage, after being rectified in a rectifier circuit, causes the relay to pick up and that a normally open contact of the relay is in series with the Winding of the solenoid valve, which is open when de-energized, is in a closed circuit.
Hierdurch ist gewährleistet, daß auch bei Ausfall des Bordstromnetzes, wenn kein Vergleich mehr durchgeführt werden kann, das Fahrzeug zwangsgebremst wird. Außerdem ist durch die Selektivität der Notbremsschaltung sichergestellt, daß nur eine ganz bestimmte Impulsfolge und nicht jede beliebige Einstreuung den Einsatz der Zwangsbremse verhindern kann.This ensures that even in the event of a failure of the on-board power supply, if a comparison is no longer carried out the vehicle is forced to brake. In addition, through the selectivity of the emergency brake circuit ensures that only a very specific pulse sequence and not any random interspersion Can prevent the use of the automatic brake.
Anhand der Zeichnung soll im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung nach der Erfindung beschrieben werden. Es zeigtBased on the drawing, an embodiment of the control device according to the Invention to be described. It shows
Fig. I schematisch den Aufbau einer Steuereinrichtung, I schematically shows the structure of a control device,
F i g. 2 eine Schaltung zur Auslösung der Notbremse bei Ausfall des Bordrechners,F i g. 2 a circuit for triggering the emergency brake if the on-board computer fails,
F i g. 3 schematisch die Umschaltung bei Verwendung von einem Reserverechner,F i g. 3 schematically the switchover when using a reserve computer,
F i g. 4 schematisch die Umschaltung bei Verwendung von zwei Reserverechnern.F i g. 4 shows a schematic of the switchover when using two reserve computers.
Die in Fig. I dargestellte Steuereinrichtung enthält zwei Bordrechner Ri, Rl, eilte .Sendeeinrichtung S. eine Empfangseinrichtung /fund eine Verglcichseinrichtung V. Zusätzlich sind zwei Taktgeber C). C2, zwei Notbremsschallungcn Λ/1. /V2, zwei externe Parallel-Serien-Wandler PS, zwei Trennschalter S 1. .S'2 und ein Umschalter S3 dargestelltThe control device shown in Fig. I contains two on-board computers Ri, Rl, hurried .Sendeeinrichtung S. a receiving device / and a comparing device V. In addition, there are two clock generators C). C2, two emergency brake noises Λ / 1. / V2, two external parallel-series converters PS, two isolating switches S 1. .S'2 and a changeover switch S3 are shown
Beide Bordrechner erhalten Datcntelegrammt vonBoth on-board computers receive data telegrams from
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einer Zentrale ober einen Eingang ET und die Empfangseinrichtung £ Zusätzlich erhalten sie über einen Eingang EP Daten von verschiedenen Fahrzeugeinrichtungen wie Ortungs- und Geschwindigkeitsmeßsystem, Antriebs- und Bremssteuerung, Türschließeinrichtung und automatischer Ankuppelvorrichtung.a control center or an input ET and the receiving device £ In addition, they receive data from various vehicle devices such as location and speed measurement system, drive and brake control, door locking device and automatic coupling device via an input EP.
Aus den empfangenen Datentelegrammen erarbeiten beide Bordrechner unabhängig voneinander Steuerbefehle für die Fahrzeugeinrichtungen, welche nach vorher erfolgtem Vergleich über einen Ausgang AP ausgegeben werden. Aus den Daten der Fahrzeugeinrichtungen stellen beide Bordrechner Datentelegramme für die Zentrale zusammen, welche nach Vergleich und festgestellter Identität über einen Ausgang AT zur Zentrale übermittelt werden.From the received data telegrams, both on-board computers develop control commands for the vehicle equipment independently of one another, which are output via an output AP after a comparison has been made beforehand. From the data from the vehicle equipment, both on-board computers compile data telegrams for the control center, which after comparison and an identified identity are transmitted to the control center via an output AT.
Alle Verarbeitungsprozesse der Bordrechner erfolgen parallel und taktsynchron. Dies wird durch die Taktgeber CX und C2, weiche über eine elektrische Kopplung K synchronisiert sind, gewährleistet. Vorliegende Rechenergebnisse werden bitseriell in der Vergieichseinrichtung V verglichen. Bei Nichtübereinstimmung wird den Bordrechnern über eine Vcrbindungsleitung 1 Mitteilung gemacht Die Folge da;on ist die Abtrennung der Sendeeinrichtung 5 und aller Fahrzeugeinrichtungen von den Bordrechnern durch die Schalter 51 und 52 und danach die Wiederholung des gesamten Rechenprozesses, der zu dem festgestellten falschen Ergebnis geführt hat. Dazu werden dieselben Ausgangsdaten verwendet, welche zu diesem Zeitpunkt noch in den Eingangsspeichern der Bordrech- jo ner abgespeichert sind. Signalisiert die Vergleichseinrichtung nach der Wiederholung erneut Nichtübereinstimmung der Ergebnisse, so werden von beiden Bordrechnern die Notbremsschaltungen NX und Λ/2 zur Auslösung der Notbremse veranlaßt. Stellt die a Vergieichseinrichtung bei der Wiederholung eines Rechenprozesses keinen Fehler mehr fest, werden die Sendeeinrichtung und die Fahrzeugeinrichtungen wieder an die Ausgänge der Bordrechner angeschlossen und der normale Fahrbetrieb wird fortgesetzt.All processing processes of the on-board computer take place in parallel and synchronously. This is ensured by the clock generators CX and C2, which are synchronized via an electrical coupling K. Existing calculation results are compared bit-serially in the comparison device V. If they do not match, the on-board computer is notified via a connecting line 1. The result is the disconnection of the transmitter 5 and all vehicle equipment from the on-board computers by switches 51 and 52 and then the repetition of the entire computing process that led to the incorrect result determined . For this purpose, the same output data are used that are still stored in the input memories of the on-board computers at this point in time. If, after the repetition, the comparison device signals again a non-agreement of the results, the emergency brake circuits NX and Λ / 2 are caused by both on-board computers to trigger the emergency brake. Represents the a Vergieichseinrichtung in the repetition of a computing process no longer fault, the transmission device and the vehicle devices are connected again to the outputs of the on-board computer and the normal driving operation is continued.
Fällt die Verg' :ichseinrichtung aus, so wird dies beim ersten absichtlich gefälschten Rechnerergebnis bemerkt und den Bordrechnern mitgeteilt. Diese veranlassen dann eine Wiederholung der Prüfung bei abgetrennter Sendeeinrichtung und abgetrennten Fahrzeugeinriehtungen. Arbeitet die Vergleichseinrichtung auch während der Wiederholung nicht, wird tie Notbremse betätigt, ansonsten der normale Betrieb wieder aufgenommen.If the forgetting device fails, this will be the case with first intentionally falsified computer result noticed and reported to the on-board computers. Initiate this then a repetition of the test with the transmitter device and vehicle equipment disconnected. If the comparison device does not work even during the repetition, the emergency brake is applied actuated, otherwise normal operation resumed.
Um Übertragungsfehler auf dem Weg zur Sendeein- vi richtung suszuschalten, sind heide Bordrechner mit der Sendeeinrichtung verbunden und ein vom Bordrechner R 1 vorliegendes Telegramm wird nur dann ausgegeben, wenn das über Leitung 4 eingegangene, vom Bordrechner R 2 erarbeitete Telegramm antivalent vorliegt und dies durch eine der Sendeeinrichtung zugeordnete und in der Zeichnung nicht dargestellte Antivalenzprüfschaltung festgestellt wird. Zur Funktionsprüfung dieser Antivalenzprüfschaltung wird in regelmäßigen Zeitabständen ditrch Umschalten des Schalters 53 ein nicht antivalentes Telegrammpaar zur Sendeeinrichtung übermittelt. Αιις .Sicherheitsgründen darf da«; reguläre Telegramm zu dieser Prüfung nicht übe' den für die Ausgabe von gültigen Telegrammen verwendeten Kanal ausgegeben werden, ^s wird deshalb der Schalter h5 *>' I geöffnet und zur Übermittlung des vom Bordrechner R I erarbeiteten Datuntelcgramms an die Sendeeinrichtung eine separate Prü'Huing 6 verwendet. Auch diese Prüfung wird wiederholt, wenn sich ein Fehler der Antivalenzprüfschaltung herausgestellt hat und erst bei zweimaliger Fehleranzeige wird die Notbremse ausgelöst. To transmission errors suszuschalten towards Sendeein- vi direction, heather-board computer are connected with the transmitting device and a present on-board computer R 1 telegram is only output when the received over line 4, drawn up by the onboard computer R 2 telegram present complementary and this by a non-equivalence test circuit assigned to the transmitting device and not shown in the drawing is determined. To test the function of this antivalence test circuit, a non-antivalent telegram pair is transmitted to the transmitting device at regular time intervals by switching the switch 53. Αιις. Security reasons may there «; Regular telegrams for this test are not output via the channel used for outputting valid telegrams, so the switch h5 *>'I is opened and a separate test is issued to transmit the data telegram developed by the on-board computer R I to the transmitting device 6 used. This test is also repeated if a fault in the antivalence test circuit has been found and the emergency brake is only triggered if the fault is displayed twice.
Eine Notbremsschaltung ist in Fig.2 dargestellt. Sie enthält neben einem über einen Arbeitskontakt b eines Relais S gespeisten Magnetventil BV ein Flipflop FF, ein Bandfilter BF, einen Verstärker A, einen abgestimmten Übertrager AU und eineGleichrichterschaliung CL An emergency brake circuit is shown in Fig.2. In addition to a solenoid valve BV fed via a normally open contact b of a relay S, it contains a flip-flop FF, a band filter BF, an amplifier A, a matched transformer AU and a rectifier circuit CL
Da die Notbremse auch bei totalem Stromausfall funktionieren muß, muß das Magnetventil B V in einem Ruhestromkreis liegen. In diesem liegt auch der Arbeitskontakt b des Relais B, dessen Erregung vom Vorhanden.«·· ein eines Funktionszeichens des zugehörigen Bordrechners abhängt Das Funktionszeichen, in diesem Falle ein in gleichmäßigen Zeitabständen abgegebener Impuls gelangt über einen Eingang RE in die Notbremsschaltung und wird durch aas FUpflop FF in eine Rechteckspannung und durch das Bandtilter BF in eine Wechselspannung von nahezu sinusförmigem Verlauf umgewandelt Nach Verstärkung ;m Verstärker Λ wird damit atr Primärkreis des tbpcstimmtcn Übeitragens A O erregt Die sekundärseitig induzierte Spannung wird durch die Gleichrichterschaltung CL gleichgerichtet und treibt Strom durch die Wicklung des Relais B. Bleibt das Funktionszeichen des Bordrechners aus, so bricht die Spannung an der Wicklung des Relais B zusammen, das Relais fällt ab, der Arbeitskontakt b öffnet und der Ruhestrom, der das Magnetventil BV geschlossen hält, wird unterbrochen. Damit öffnet das Magnetventil und die Bremse spricht an. Da beiden Bordrechnern solche Notbremsschaltungen zugeordnet sind, wird jeder Rechnerausfall bemerktSince the emergency brake must also work in the event of a total power failure, the solenoid valve BV must be in a closed circuit. In this and the working contact is b of the relay B, it is energized by the presence. "·· a a function sign of the associated on-board computer depends The functional character, in this case, a discharged at uniform intervals pulse passes through an input RE in the Notbremsschaltung and is aas FUpflop FF into a square wave voltage and converted by the band filter BF into an alternating voltage with a nearly sinusoidal curve.After amplification; m amplifier Λ is thus excited atr the primary circuit of the tbpcstimmencn transferring AO The voltage induced on the secondary side is rectified by the rectifier circuit CL and drives current through the winding of the Relay B. If the function sign of the on-board computer fails to appear, the voltage on the winding of relay B collapses, the relay drops out, normally open contact b opens and the quiescent current that keeps solenoid valve BV closed is interrupted. This opens the solenoid valve and the brake responds. Since such emergency brake circuits are assigned to both on-board computers, every computer failure is noticed
F i g. 3 zeigt die Umschaltung bei Verwendung eines dritten Bordrechners als Reserverechner und enthält neben zwei mit der Fahrzeugsteuerung betrauten Bordrechnern RX, R 2 einen Bordrechner R 3 sowie Ausgabepuffer APX, AP2 und Schalter USX, US2, welche hier der Einfachheit halber als Umschaltkontnkte dargestellt, in Wirklichkeit aber als Halbleiterschalter ausgeführt sind und je mindestens 15 Verbindungen schaltenF i g. 3 shows the switchover when a third on-board computer is used as a reserve computer and, in addition to two on-board computers RX, R 2 entrusted with the vehicle control, contains an on-board computer R 3 as well as output buffers APX, AP2 and switches USX, US2, which are shown here as switchover contacts for the sake of simplicity but are designed as semiconductor switches and each switch at least 15 connections
Die Schnittstelle, an der ein defekter Bordrechner abgetrennt und der Reserverechner angeschaltet wird, liegt zwischen Bordrechner und Ausgabepuffei. Die Schalter USX und US2 sind gekoppelt und können iiur gleichzeitig miteinander betätigt werden. Wird z. B. der Bordrechner R X defekt, so tritt die Notbremse in Aktion. Gleichzeitig mit Auslösung der Notbremse erfolgt die Weiterschaltung ri=r Schalter USX und L'52. Damit wird anstelle des Bordrechners R X der Bordrechner R 3 angeschaltet und einer Wiederaufnahme des Fahrbetriebes steht nichts mehr im Wege. War der Bordrechner R 2 defekt, so nützt eine Weiterschaltung oer Schalter US X und US2 in die nächste Stellung noch nichts, erst eine nochmalige Weiterschaltung stellt die Kombination der beiden intakten Bordrechner R 1 und R3her. The interface at which a defective on-board computer is disconnected and the backup computer is switched on is between the on-board computer and the output buffer. The switches USX and US2 are coupled and can only be operated at the same time. Is z. B. the on-board computer RX is defective, the emergency brake comes into action. At the same time as the emergency brake is triggered, ri = r switches USX and L'52 are switched. In this way, instead of the on-board computer RX, the on-board computer R 3 is switched on and nothing stands in the way of resuming driving operations. If the on-board computer R 2 was defective, switching the switch US X and US2 to the next position is of no use, only a repeated switching creates the combination of the two intact on-board computers R 1 and R3.
In Fig.4 ist die Umschaltung bei Verwendung eines Reserverechnerpaares dargestellt. Den Bordrechnern RX und R 2 sind eingangsseitig zwei Bordrechner R 3 und R 4 pflraüelgeschältef. Zwei Schälfcf US3 und US4 besitzen nur zwei Schaltstellungen und werden ebenlalls zusammen mit der Notbremse betätigt. Wird einer der Bordrechner R 1 oder R 2 defekt, so werden US3 und I. '54 umgeschaltet und X\c Bordrechner R~i und RA übernehmen die Steuerung des Fahrzeuges.4 shows the switchover when using a reserve pair of computers. The on-board computers RX and R 2 have two on-board computers R 3 and R 4 on the input side. Two Schälfcf US3 and US4 have only two switch positions and are also operated together with the emergency brake. If one of the on-board computers R 1 or R 2 is defective, US3 and I. '54 are switched over and X \ c on-board computers R ~ i and RA take over control of the vehicle.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (2)
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